JP2007190526A - 集塵機 - Google Patents

Abstract

【課題】 集塵機のフィルタの目詰まりを検出して自動除塵を行う集塵機であって、集塵機の運転モードに関わらず、正確にフィルタの目詰まりを検出できる集塵機を提供する。
【解決手段】 集塵機の運転モードと、フィルタ装置の内部圧力と、吸気装置の動作と、吸気装置の電源周波数と、吸気装置の電源電圧とから定まる目詰まり圧力の閾値と、吸気装置が停止する直前のフィルタ装置の内部圧力とを比較し、フィルタの目詰まりを検知し、フィルタが目詰まり状態の時、除塵手段を運転するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、丸のこやジグソー等の木材切断用電動工具や、ハンマードリルや石材カッター等のコンクリートや石材への穴あけや切断、研磨などに用いられる電動工具の切削粉塵や被研削粉塵を工具に併設した集塵機構に接続したホースから集塵したり、作業場の切削粉塵や被研削粉を掃除したりする集塵機に関するものである。

従来の集塵機を図８、図９を用いて説明する。
図８は、従来の、丸のこやジグソー等の木材切断用電動工具や、ハンマードリルや石材カッター等のコンクリートや石材への穴あけや切断、研磨などに用いられる電動工具が使用される作業場の床等を掃除するための集塵機を示す。図８で、集塵機１の吸込み口３には、ホース４２、ホース接続ハンドル４３、２本の延長管４４、床用吸口４５等が接続され、通常、操作者は、ホース接続ハンドル４３を持って清掃作業を行う。

床にある塵埃は、床用吸口４５から、周囲の空気と一緒に吸込まれ、２本の延長管４４、ホース接続ハンドル４３、ホース４２を経由して、吸込み口３から集塵機１に吸込まれる。

図７の集塵機１は操作パネル２１上にあるスイッチを操作して運転し、ホース接続ハンドル４３を持ち、作業場の床等にある塵埃を吸込ませて集塵する。操作者は、集塵機１の近くにいて操作する場合が多く、ホース４２は、直径３８ｍｍ程度で長さ２．５ｍ程度の太くて短いものを使う場合が多い。

図９は、丸のこやジグソー等の木材切断用電動工具や、ハンマードリルや石材カッター等のコンクリートや石材への穴あけや切断、研磨などに用いられる電動工具の切削粉塵を直接集塵機で吸取って集塵する従来の集塵機を示す。

集塵機１の吸込み口３にホース４２を接続し、ホース４２の先は電動工具用吸口４６を介して電動工具４７の集塵機構に接続されていて、電動工具４７の切削粉塵を電動工具用吸口４６からホース４２を経由して、吸込み口３から集塵機１に吸込む構造となっている。

図９の集塵機１を使うときは、操作者は、集塵機１から離れて電動工具４７を操作している場合が多く、また、ホース４２は直径２．５ｍｍ程度で長さ３ｍ以上の細くて長いホースを使う場合が多い。これは、ホース４２が太くて短いと電動工具４６の操作に支障をきたす場合があるからである。また、集塵機の操作パネル２１等にコンセント２４を設け、コンセント２４から電源供給を受けて電動工具４７を運転すると、自動的に集塵機が運転状態になり、電動工具４６を停止させると、数秒間集塵機を運転状態にした後、自動的に停止させる連動運転モードとなる機能を備えている場合もある。そして、連動運転モードを備えた集塵機１は、操作スイッチにより、集塵機１を運転状態と停止状態を切替て図７に示した集塵機１と同じ作業を行う機能も揃えている場合が多い。このとき、操作スイッチにより、集塵機１を運転状態と停止状態を切替て運転する運転モードを、単動運転モードと呼び、前記連動運転モードと区別している。

上記した図８及び図９に示した集塵機１が主に集塵する木材や、石材、コンクリート、石膏ボード等の切削粉塵は、微細な粉塵も多く、塵埃を含んだ空気を塵埃と清浄な空気とに分離するフィルタは、目詰まりを起こし易い。このため、従来から、フィルタに付着した塵埃を落とす除塵機構を備えた集塵機は、木材や、石材、コンクリート、石膏ボード等の切削作業の場で用いられている。

このなかで、集塵機外装部に除塵機構を操作する操作アームを有し、作業者がフィルタの目詰まりの都度、操作アームを操作して、人手で除塵する集塵機がある。（例えば、特許文献１参照）
また、フィルタ内部の圧力を電気信号に変える手段と、予め設定した閾値信号とを比較して、フィルタ内部の圧力を変えた電気信号より、予め設定した閾値信号が大きい間だけ除塵装置を自動で運転する集塵装置がある。（例えば、特許文献２参照）
特開平９−０００８４３号公報 特開昭６０−２１２１４０号公報

上記した従来の人手で除塵する集塵機では、作業者がフィルタの目詰まりの都度、操作アームを操作して、人手で除塵するため、煩わしいという欠点があった。また、作業者が、目詰まりを認識する手段がないことが多く、経験に頼ったり、吸込み力が低下してから気づいたりと、フィルタの目詰まり状態が悪化してから除塵作業を行う場合もあり、集塵能力を十分発揮しない状態で集塵機を使う場合もあった。

また、除塵装置を自動で運転する集塵装置では、同一配線路の電源から、集塵機や他の電気製品など、複数の電気製品を同時運転する場合、集塵機の吸気装置運転に伴う電圧降下や、一緒に使用する電気製品の運転による電圧降下などにより、集塵機の吸気装置の能力が低下し、フィルタに付着した塵埃が多くなり、目詰まり状態になっても、フィルタ内部の圧力が低下せず、目詰まり検知が出来ず、目詰まり状態のまま使用してしまう場合もあった。

また、木材や、石材、コンクリート、石膏ボード等の切削粉塵は、微細な粉塵も多く、フィルタで分離しきれない細かい粉塵が、フィルタを通過して、排気に混じって外部に排出している場合もある。このような場合、フィルタ内部の圧力を検出するための圧力検出端に粉塵が付着して、圧力を検出できなくなってしまう場合もあった。

また、集塵機にコンセントを付帯し、コンセントから電源の供給を受ける電動工具の運転に連動して集塵機を運転する連動モードと、操作スイッチで運転状態と停止状態を切替えて集塵機を運転する単動運転モードを併設している集塵機では、フィルタ内部の圧力変化が、連動運転時と単動運転時で、大きく異なるため、双方の運転状態で適切な塵埃付着状態のときを目詰りとして検知して、自動でフィルタの除塵を行うのはできなかった。

また、誤って、水を吸込んだ時、フィルタ内部にある除塵装置のモータが冠水し、モータの電源を介して、感電の可能性があった。

また、集塵機運転停止後に自動除塵装置を駆動するためには、集塵機のメインスイッチをＯＦＦした後でも集塵機本体への電力供給を継続させているため、無駄な電力を消費してしまうという問題があった。

本発明の目的は、上記従来の欠点を解消し、粉塵の目詰まりを検出し自動除塵する集塵機であって、集塵機の動作モードに関わらず精度良くフィルタの目詰まりを検出することができ、消費電力の低減が図れる集塵機を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、吸込み口を備え塵埃を収納するタンクと、塵埃を吸引する吸気装置と、該吸気装置から排出される排気を排出する排気口と、塵埃を捕捉するフィルタ装置と、該フィルタ装置に付着した塵埃を除去する除塵手段とを有する集塵機であって、該集塵機は、集塵機から他の機器へ電力を供給するコンセントと、前記他の機器の運転状態を検出する機器動作検出手段と、集塵機の運転モードを選択するモード選択手段と、前記フィルタ装置の内部圧力を検出する圧力検出手段と、前記吸気装置の動作を検出する吸気装置動作検出手段と、前記吸気装置の電源周波数を検出する周波数検出手段と、前記吸気装置の電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、吸気装置が停止する直前の圧力検出手段の信号と、吸気装置が停止する直前の前記吸気装置動作検出手段、周波数検出手段及び電源電圧検出手段から定まる予め設定した目詰まり圧力の閾値とを比較する手段とを有し、前記目詰まり圧力の閾値を、前記吸気装置動作検出手段が吸気装置の停止を検出した時、前記比較する手段により吸気装置が停止する直前の圧力検出手段の信号と目詰まり圧力の閾値とを比較することによりフィルタの目詰まりを検知し、フィルタが目詰まり状態の時、前記除塵手段を運転するようにした集塵機を提供している。

請求項１記載の集塵機によれば、集塵機の動作モードに関わらず精度良いフィルタの目詰まりを検出することが可能となる。

請求項２記載の集塵機によれば、消費電力の低減を図ることが可能となる。

本発明集塵機の一実施形態を、図１乃至図７、図１０、図１１を用いて説明する。図１は本発明の集塵機の構造を示す側面の断面図、図２は、操作パネルの外観図、図３は、制御装置の機能を示すブロック図、図４及び図５は、本発明の集塵機の風量と真空度を測定した例、図６及び図７は、本発明集塵機の目詰り圧力を測定した例、図１０及び図１１は、本発明の集塵機の目詰まり閾値の設定例を示す。
以下、図１に示す上側方向を上側、下側方向を下側として説明する。

図１に示すように、集塵機１は、吸込み口３を備えた塵埃を収納する円筒状のタンク２の上側開口部へ、メインモータカバー５が取付けられたメインモータベース４と、ヘッドカバー６が図示せぬ挟持部材によってクランプされていている。メインモータベース４とモータカバー５間に吸気装置７が設けられている。吸気装置７は、吸込みファン８と、吸込みファン８を回転させるメインモータ９を有する。吸気装置７は、外気（空気）を後述する吸込み口３から、フィルタ１３、メインモータベース４の下側に設けた吸気口４ａを経由して吸込み、メインモータベース４、メインモータカバー５、ヘッドカバー６で構成される排気経路を経由して排気口４ｂから集塵機１外部に排気する。

一方、タンク２の上側開口部とメインモータベース４の間には、フィルタハウジング１１が挟持固定されていて、フィルタハウジング１１は、塵埃を捕捉するフィルタ１３と、フィルタ１３が吸気装置７の動作によりフィルタ１３内部の負圧で潰れないようにするフィルタカバー１２が取付けられ、フィルタ装置１０を構成している。

フィルタハウジング１１とフィルタ１３で囲まれる部分には、本発明除塵装置１４が設けられている。除塵機ベース１５に取り付けられている除塵装置１４は、除塵装置１４を駆動する除塵モータ１６と、除塵モータ１６に粉塵が入り込まないようにする防塵カバー１９と、除塵モータ１６の図示せぬ出力軸に結合された減速ギヤ装置１７と、減速ギヤ装置の出力軸に設けられ、除塵モータの駆動によってフィルタ１３に付着した粉塵を打撃（振動）により除去する除塵子１８とを有する。

吸気装置７、フィルタ１３、フィルタカバー１２及び除塵装置１１の水平方向の中心Ｍ１はほぼ同一線上にあり、タンク２の中心線Ｍ２より吸込み口３の取り付け位置の反対方向に偏向して設置されている。

メインモータカバー５の吸込み口３の上に位置する部分には、操作パネル２１、制御回路２０及び絶縁トランス４０等を設置している。操作パネル２１は図２に示すように、連動運転する電動工具４７に電源を供給するコンセント２４、集塵機１の集塵動作を切り替える強／弱／停止切替スイッチ２６、連動／単動切替スイッチ２７、除塵モータスイッチ２８、警告灯２９等が設けられている。

制御装置２０が設置されている位置の近傍にあって、メインモータカバー５の吸込み口３の上側に位置する部分で、吸気装置７によってもたらされる空気の主な流路から離れた位置の部位には圧力測定端２２が取付けられている。圧力測定端２２は、制御回路２０内に設置されているゲージ圧センサ３０とホース或は配管によって接続されている。これにより、ゲージ圧センサ３０は、フィルタ装置１０の内部の圧力状態を大気圧との差として検出するセンサとして機能している。そして、制御回路２０と、圧力測定端２２を近接して設置しているので、短いホースや配管で接続できると共に、ゲージ圧センサ３０や後述する負圧検出回路３５を制御回路２０と一緒に実装できる。

吸込み口３には、図８及び図９に示した従来の集塵機と同様にホース４２或は延長管４４が接続され、その先に集塵機構付き電動工具４７や、床用吸口４５が装着され、木材や、石材、コンクリート、石膏ボード等の切削粉塵や塵埃を、空気と共に吸込む構造となっている。

次に、図３を用いて、本発明の集塵機の制御装置を説明する。
電源プラグ２３は商用電源（例えば交流１００Ｖ）に接続され、集塵機１のメインスイッチとなる強／弱／停止切替スイッチ２６の一方の接点を介してメインモータ９及びメインモータ９の運転を制御するメインモータ駆動回路３７、絶縁トランス４０の１次側、および他の電動工具４７等の外部装置に電源を供給するコンセント２４に電力が供給される。絶縁トランス４０の２次側には全波整流を行うダイオードブリッジ４８が接続され、ダイオードブリッジ４８の出力には、強／弱／停止切替スイッチ２６の他方の接点を介して、電源電圧検出回路３４、および電源を保持する手段となるリレー４９の接点を介してＤＣ電源４１に接続されている。

リレー４９はリレー駆動回路５０を介してマイクロコンピュータ３９の出力ポートＤ３の出力信号によりＯＮ／ＯＦＦを制御される。このため、コンセント２３が電源に接続され、強／弱／停止切替スイッチ２６が「強」又は「弱」に投入されると、絶縁トランス４０、ダイオードブリッジ４８、強／弱／停止切替スイッチ２６の他方の接点を介して電源が供給される。そして、マイクロコンピュータ３９の処理により、リレー駆動回路５０にリレー４９の接点がＯＮ状態になるよう出力ポートＤ３から出力信号が出力され、絶縁トランス４０、ダイオードブリッジ４８、リレー４９の接点を介しても、電源が供給される。

次に、強／弱／停止切替スイッチ２６が「停止」に投入されると、絶縁トランス４０、ダイオードブリッジ４８、強／弱／停止切替スイッチ２６の他方の接点を介して電源が供給されている経路は遮断されるが、絶縁トランス４０、ダイオードブリッジ４８、リレー４９の接点を介しての電源は供給され続ける。この操作により、リレー４９は自己保持の機能を有す。

ＤＣ電源４１から電源の供給を受ける除塵モータ１６、除塵モータ１６を駆動する除塵モータ駆動回路３８、及び、制御回路２０は絶縁トランス４０によってコンセント２３から供給される外部電源から絶縁されている。図示しないが、メインモータ駆動回路３７の電力制御素子は、フォトトライアック或はフォトカプラと呼ばれる光絶縁カプラによって、電気的絶縁がなされている。これにより、除塵モータ１６が冠水した場合でも、使用者の感電を防止することができる。

コンセント２４に接続された電動工具４７などの外部機器の動作を検出する機器動作検出手段は、コンセント２４の電流を電流検出器２５で検出し、検出した電流をコンセント電流検出回路３３で、マイクロコンピュータ３９が認識可能な電圧に変換して、マイクロコンピュータ３９のアナログ信号入力ポートＡｉｎ１に入力し、マイクロコンピュータ３９の演算により動作を検出する。コンセント２４に接続する電動工具４７は、近年、高機能化が進んで直流電源装置を搭載している機器も多い。このため、電動工具４７の運転状態を検出する手段は、単に電流検出器２５で検出される電流波形の波高値や平均値の値ではなく、直流電源装置の電流と、電動工具４７の駆動源である直巻整流子電動機の電流を区別して認識する機能を有することが望ましい。

吸気装置７の運転状態を検出する吸気装置動作検出手段は、強／弱／停止切替スイッチ２６の接点情報をメインスイッチ強／弱／停止検出回路２６によりマイクロコンピュータ３９が認識可能なデジタル電圧に変換し、マイクロコンピュータ３９のデジタル信号入力ポートＰ００及びＰ０１に入力し、マイクロコンピュータ３９の演算により動作を検出する。

電源周波数の検出を行う電源周波数検出手段は、図示しないコモン接点に印加する信号を、電源回路の全波整流後で平滑処理前の電圧をクランプ回路により５Ｖにクランプした信号にすることにより、電源電圧波形のゼロクロスする間隔で５Ｖからゼロボルトになる方形波となり、このゼロボルトになる間隔をマイクロコンピュータ３９の演算により電源周波数を検出する。

吸気装置７は、メインモータ９の電源がＯＦＦになっても、慣性ですぐには停止しない。このため、マイクロコンピュータ３９の演算は、メインモータ９への電源がＯＦＦになった時刻から予め設定した吸気装置７の慣性で動作している時間が経過した時刻に達した時に、吸気装置７の運転状態が停止状態になったことを検知したとする処理を行っている。この処理は、マイクロコンピュータ３９のデジタル出力ポートＤ１にＯＦＦ信号を出力して、メインモータ９を停止した場合も同様である。慣性で動作している時間は概略１０秒程度である。

連動／単動切替スイッチ２７は、コンセント２４に接続した電動工具４７の運転状態を検出する手段（機器動作検出手段）の検出結果に応じて吸気装置を動作させる連動運転モードと、機器動作検出手段の検出結果にかかわらず集塵機１のメインスイッチ（強／弱／停止切替スイッチ２）の設定に応じて吸気装置を動作させる単動運転モードの２つの運転モードを選択するスイッチである。通常、連動／単動切替スイッチ２７のコモン電極と、ノーマルオープン電極がＯＦＦ状態のとき連動運転モードで、ＯＮ状態のとき単動運転モードである。コンセント２４に電動工具４７が未接続で、床用吸口４５等で集塵作業を行うときは、連動／単動切替スイッチ２７をＯＮにして、単動運転モードで集塵機１を動作させる。連動運転モードのときは、電動工具４７が運転状態から停止状態に変化したとき、数秒間吸気装置７を運転し続けた後、吸気装置７を停止させる。これは、集塵機構付き電動工具４７を併用運転するときは、前記したように長いホースを使用することが多いため、粉塵がホースに詰まるのを防ぐためである。

除塵モータＯＮスイッチ２８は、除塵装置１４を運転させるための操作スイッチである。使用者がこのスイッチを押すと、除塵装置１４は、数秒間運転状態になり、フィルタ１３の除塵を行う。ただし、マイクロコンピュータ３９の処理機能が、吸気装置７の運転状態が停止状態になったことを検知した状態のときだけ、除塵モータＯＮスイッチ２８は有効で、吸気装置７の運転状態が停止状態になったことを検知した状態にないときは、使用者がこのスイッチを押しても、除塵装置１４は動作しない。これは、吸気装置７が動作中及び慣性で回転している間は除塵しても、フィルタ１３に付着した塵埃は負圧で取れないので、吸気装置７が動作中は除塵装置１４を運転しないことで、効果のない除塵装置の運転による消費電力の削減や、フィルタ１３の損傷を避けるためである。

警告灯２９は、マイクロコンピュータ３９の処理機能が、フィルタ１３の目詰り状態を検知したとき、点灯状態になる表示灯である。

圧力検出手段は、負圧検出回路３５が、フィルタ装置１０の内部の圧力状態を大気圧との差として検出するゲージ圧力センサ３０の信号を受けて、マイクロコンピュータ３９が認識可能な電圧に変換して、マイクロコンピュータ３９のアナログ信号入力ポートＡｉｎ２に入力し、マイクロコンピュータ３９の演算により、予め設定した目詰まり圧力の閾値と比較・演算可能な、フィルタ内部の圧力の状態を電気信号に変える手段である。

メインモータ９は、界磁巻線を２組有し、強／弱／停止切替スイッチ２６の操作で、強運転、弱運転、停止状態に切替わる。また、メインモータ駆動回路３７を介して、マイクロコンピュータ３９のデジタル出力信号Ｄ１によっても、運転と停止の状態を切替えることができる。さらに、メインモータ駆動回路３７の電力制御素子に例えば、双方向位相制御素子（トライアック）を用いて、メインモータ９を位相制御すれば、吸気装置７の吸気能力を変化させることも可能である。本実施例の説明では、説明を簡単にするため、強、弱、停止の３運転状態で使用する場合だけ説明する。

除塵モータ１６は、除塵モータ駆動回路３８を介して、マイクロコンピュータ３９のデジタル出力信号Ｄ０によって、運転、停止の状態を切替られる。また、電力制御素子をチョッピング動作させることで、ソフトスタート運転をさせることも可能で、ソフトスタート運転で、除塵モータの起動電流による、ＤＣ電源の電圧低下を防ぐ方法もある。

電源電圧検出回路３４は、絶縁トランス４０の２次電圧をマイクロコンピュータ３９が認識可能な電圧に変換して、マイクロコンピュータ３９のアナログ信号入力ポートＡｉｎ０に入力し、マイクロコンピュータ３９の演算により、電源電圧を検出する手段を形成している。

以上のような構造及び機能を有する集塵機１は、前述した従来の集塵機のように、単動運転と、連動運転の２つの運転形態での使用が可能となっている。

単動運転で使用する時は、連動／単動切替スイッチ２７が単動側に投入され、且つ、強／弱／停止切替スイッチ２６が強或は弱に投入されたとき、吸気装置７のメインモータ９が運転状態になる。この運転開始時に、強／弱／停止切替スイッチ２６が「強」又は「弱」に投入された時点で、マイクロコンピュータ３９の処理により、リレー４９の接点がＯＮ状態に制御さされる。

次に、連動／単動切替スイッチ２７が連動側に投入されるか、強／弱／停止切替スイッチ２６が停止に投入されるか何れかの状態で、メインモータ９はＯＦＦになる。この時、リレー４９の接点がＯＮ状態にあるので、前記除塵装置１４と、前記制御回路２０には、電源が供給され続ける。

連動運転は、連動／単動切替スイッチ２７が連動側に投入され、強／弱／停止切替スイッチ２６が強或は弱に投入された状態で、コンセント２４に電動工具４７が接続され、電動工具４７が運転状態になったことを検出したとき吸気装置７のメインモータ９が運転状態になる運転形態である。電動工具４７の運転状態の検出は、集塵機１のコンセント２４に電流が流れたとき、コンセント２４の電流を電流検出器２５で検出し、検出した電流をコンセント電流検出回路３４で、マイクロコンピュータ３９が認識可能な電圧に変換して、マイクロコンピュータ３９のアナログ信号入力ポートＡｉｎ１に入力し、マイクロコンピュータ３９の演算により、コンセント２４に接続した電動工具４７が運転状態にあることを検知したとき、マイクロコンピュータ３９はデジタル出力信号Ｄ１にＯＮ信号を出力して、メインモータ駆動回路３７によって、メインモータ９が運転状態になる。この運転開始時に、強／弱／停止切替スイッチ２６が「強」又は「弱」に投入された時点で、マイクロコンピュータ３９の処理により、リレー４９の接点がＯＮ状態に制御さされる。次に、コンセント２４に接続している電動工具がＯＦＦになり、コンセント２４に電流が流れないとき、マイクロコンピュータ３９のアナログ信号入力ポートＡｉｎ１の入力はゼロになるので、電動工具４７が停止状態にあることを検知する。このとき、数秒間、メインモータ９を運転状態のままにしてから、マイクロコンピュータ３９はデジタル出力信号Ｄ１にＯＦＦ信号を出力して、メインモータ駆動回路３７によって、メインモータ９をＯＦＦにする。この時は、強／弱／停止切替スイッチ２６が「強」又は「弱」に投入されているので、除塵装置１４と、制御回路２０には、電源が供給され続ける。連動運転モードで動作しているとき、連動／単動切替スイッチ２７が単動側に投入されると、連動運転モードは解除され、前記した単動運転モードで運転している状態に推移するので、強／弱／停止切替スイッチ２６が停止に投入されたとき、電動工具の運転状態に関らずメインモータ９は直ちにＯＦＦになる。しかし、前記単動運転で使用する説明で記したように、除塵装置１４と、制御回路２０には、電源が供給され続ける。

前記したように、メインモータ９がＯＦＦになっても、吸気装置７は、慣性でしばらく回転を続けるため、フィルタ内部の圧力は、大気圧にならない、大気圧になるのは、メインモータ９がＯＦＦになってから約１０秒後である。マイクロコンピュータ３９の演算は、メインモータ９への電源がＯＦＦになった時刻から１０秒経過したら、吸気装置７の運転状態が停止状態になったことを検知したとする処理を行っている。

以上のような構造及び機能を有する集塵機１のフィルタ目詰りの状態は、吸気装置７の運転時のフィルタ１３を通過する空気の量である風量が、フィルタに塵埃が付着しない状態からどれくらい低下したかで推定できるが、フィルタ内部の圧力は、風量との相関が強いので、本発明の集塵機では、フィルタ内部の圧力値をフィルタ目詰りの判定に用いる方法を採っている。

また、本発明の集塵機１のような、比較的小型である集塵機１の吸気装置７のメインモータ９は、上記したように、直巻整流子電動機が用いられることが多いが、このような吸気装置７は、その運転状態や、電源周波数、電源電圧で特性が大きく異なる。図４に、吸気装置７を強運転で運転して、電源周波数、電源電圧を変化させた時の風量と真空度の関係を測定した例を、図５に、吸気装置を弱運転で運転して、電源周波数、電源電圧を変化させた時の風量と真空度の関係を測定した例を、各々示す。風量と真空度の測定は、吸込み口の外側で測定している。各々の１００Ｖ／５０Ｈｚで運転した時の入力電力は、概略、強運転時は１２００Ｗ、弱運転時は６００Ｗ程度である。図４及び図５から、電源周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚでは、風量と真空度の関係を示す曲線が異なっていることが判る。

また、電源電圧を７０Ｖ、８０Ｖ、１００Ｖ、１１０Ｖ、と変えて測定した風量と真空度の関係を示す曲線が、電源電圧で異なっていることが判る。更に、図４と図５の電源周波数と電圧が同じの風量と真空度の関係を示す曲線を比較すると、強運転の時と、弱運転の時では、大きく異なっていることが判る。

図５は、電源周波数が５０Ｈｚのときと、６０Ｈｚのときで、各々吸気装置７のメインモータ９を強運転したときと、弱運転したときの、４種類の運転状態で、電源電圧を変化させてフィルタ目詰り時のフィルタ内部圧力を測定した例である。フィルタ目詰りの判断は、使用者の主観が強く作用するので、図５の測定は、フィルタに塵埃が付着しない状態から、吸込み口３の位置で測定した風量が３０％少なくなったときをフィルタ目詰り状態として測定した結果である。図５で示したように、目詰り圧力は、電源周波数、吸気装置７のメインモータ９の運転状態、電源電圧によって異なっている。このため、各々の状態で、目詰り閾値を設定するのが望ましい。特に、電源電圧の変化に対する目詰り圧力の変化が大きいので、細かな閾値を設定する必要がある。

図７は、電源周波数が５０Ｈｚで、吸気装置７のメインモータ９を強運転にして、吸込み口３の先に、電動工具用吸口４６とそのホースを取り付けたときと、床用吸口４５とそのホースを取り付けたときの、電源電圧を変化させてフィルタ目詰り時のフィルタ内部圧力を測定した例である。電動工具用吸口４６とそのホースを取り付けたときのフィルタ目詰りの判断は、フィルタに塵埃が付着しない状態で、吸込み口３にホースを取り付けない状態から、吸込み口３の位置で測定した風量が７０％少なくなったときをフィルタ目詰り状態として測定した結果である。床用吸口とその専用ホースを取り付けたときのフィルタ目詰りの判断は、図５と同様に３０％である。図７に示したように、電動工具用吸口４６とその専用ホースを取り付けたときと、床用吸口４５とその専用ホースを取り付けたときでは、目詰り圧力が大きく異なる。このため、床用吸口を取り付けて、上記した単動運転のときと、電動工具用吸口４６を取り付けて、上記した連動運転のときとでは、各々目詰り圧力の閾値を設定するのが望ましい。

図１０及び図１１に、本発明の集塵機で採用した、目詰り圧力の閾値設定例を示す。図１０は、図８で示した、従来の、床等を掃除するための集塵機と同じ構成で運転される前記した単動運転モードのときの、予め設定する目詰り圧力の閾値の１例で、図１１は、図９で示した、従来の、電動工具の切削粉塵を直接集塵機で吸取って集塵する集塵機と同じ構成で運転される前記した連動運転モードのときの、予め設定する目詰り圧力の閾値設定例である。

例えば、単動運転モードで運転し、弱運転で、電源周波数が６０Ｈｚで、本発明の集塵機を使用し、電源電圧が９６Ｖに低下した状態の動作を説明する。連動／単動切替スイッチ２６の状態から、単動運転モードで運転していることを検知したマイクロコンピュータ３９の処理は、吸気装置７が運転状態のとき、吸気装置運転状態及び電源周波数を、前記した強／弱／停止切替スイッチ２６の接点情報を基に吸気装置７の運転状態を検出する手段、及び電源周波数検出手段で検出し、電源電圧を、前記した電源電圧検出手段で検出する。そして、連動／単動切替スイッチ２６の状態から、目詰り圧力の閾値を図１０に記載の閾値から選択することを選び、吸気装置運転状態及び電源周波数の検出結果から図１０の列から４列（６０Ｈｚ、弱運転）を選び、電源電圧検出手段で検出した電圧が９８Ｖであることから、図１０の４列（６０Ｈｚ、弱運転）、６行（９２．５〜９７．５Ｖ）に記載の９．１３ｋＰａを予め設定した目詰り圧力の閾値として選択し、フィルタ内部圧力検出手段で検出した圧力と比較し、フィルタ内部圧力検出手段で検出した圧力が、予め設定した目詰り圧力の閾値として選択した９．１３ｋＰａより大きい値の時、フィルタ目詰りを検知したとする処理を行う。吸気装置７が運転状態のときのフィルタ目詰りを検知したとする処理は、警告灯２９を点灯状態にすることで、フィルタ目詰りを検知しないときの処理は警告灯２９を消灯状態にすることである。

吸気装置７が停止したとき、マイクロコンピュータ３９の処理は、吸気装置７が停止する直前の運転状態にあるときの、フィルタ目詰り検知状態を記憶し、吸気装置７の運転状態が停止状態になったことを検知したとき、フィルタ目詰り検知状態が、フィルタ目詰りを検知した状態なら、除塵モータを数秒間運転した後、警告灯２９を消灯状態にする。フィルタ目詰りを検知しない状態なら、除塵モータを運転しないで処理を終える。

また、例えば、連動運転モードで運転し、強運転で、電源周波数が５０Ｈｚで、本発明の集塵機を使用し、電源電圧が１０５Ｖの状態で動作している場合、マイクロコンピュータ３９の処理は、連動／単動切替スイッチ２６の状態から、目詰り圧力の閾値を連動運転モード時の閾値である図１１に記載の閾値から選択することを選び、吸気装置運転状態及び電源周波数の検出結果から図１１の列から１列（５０Ｈｚ、強運転）を選び、電源電圧検出手段で検出した電圧が１０５Ｖであることから、図１１１の１列（５０Ｈｚ、強運転）、８行（１０２．５〜１０７．５Ｖ）に記載の２０．７７ｋＰａを予め設定した目詰り圧力の閾値として選択して、単動運転モードで運転した場合と同様の動作を行う。

上記したように、フィルタに付着した塵埃を除塵子で叩き落す方式の除塵装置は、吸気装置７が停止した状態のとき運転する。そして、従来の集塵機の説明で記述したように、吸気装置の運転／停止を行う強／弱／停止切替スイッチ２６は、電源のＯＮ／ＯＦＦの機能も兼ね備えている。このため、強／弱／停止切替スイッチ２６が「停止」に投入されても、リレー４９の接点をＯＮ状態にして、除塵装置１４と、制御回路２０には、電源が供給され続けるようにし、除塵装置の運転が可能なようにしている。この自己保持の時間は、使用者が除塵モータＯＮスイッチ２８を操作して、除塵する場合を考慮して、概略十数分程度に設定される。自己保持時間が経過すると、リレー接点はＯＦＦになり、集塵機の待機電力は、ほとんどなくなる。

メインモータ９の界磁巻線を１組にし、メインモータ駆動回路３７の電力制御素子に例えば、双方向位相制御素子（トライアック）を用いて、メインモータ９を位相制御すれば、吸気装置７の吸気能力を変化させることも可能である。このときでも、吸気装置の運転状態を的確に検出し、それに適した目詰り閾値を設定することが可能である。

また、除塵装置１４の駆動源がモータではなく、揺動する振動子にしたり、除塵子の動きが、回転運動ではなく、揺動運動する場合や、単に、フィルタに振動を加える除塵装置にしてもよい。

本発明集塵機の一実施形態を示す横断面図。 本発明集塵機の操作パネルの外観図。 本発明集塵機の制御装置の機能を示すブロック図。 本発明集塵機の風量と真空度を測定した例。 本発明集塵機の風量と真空度を測定した例。 本発明集塵機の目詰り圧力を測定した例。 本発明集塵機の目詰り圧力を測定した例。 床用吸口を備えた従来の集塵機。 電動工具の集塵機構に取付けて使用する従来の集塵機。 本発明の目詰まり閾値の設定例。 本発明の目詰まり閾値の設定例。

符号の説明

１は集塵機、２はタンク、３は吸込み口、４はメインモータカバー、７は吸気装置、９はメインモータ、１０はフィルタ装置、１１はフィルタハウジング、１４は除塵装置、２０は制御回路、２２は圧力測定端、２６は強弱停止切替スイッチ、４９はリレー、５０はリレー駆動回路である。

Claims (2)

1. 吸込み口を備え塵埃を収納するタンクと、
   塵埃を吸引する吸気装置と、
   該吸気装置から排出される排気を排出する排気口と、
   塵埃を捕捉するフィルタ装置と、
   該フィルタ装置に付着した塵埃を除去する除塵手段とを有する集塵機であって、該集塵機は、
   集塵機から他の機器へ電力を供給するコンセントと、
   前記他の機器の運転状態を検出する機器動作検出手段と、
   集塵機の運転モードを選択するモード選択手段と、
   前記フィルタ装置の内部圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記吸気装置の動作を検出する吸気装置動作検出手段と、
   前記吸気装置の電源周波数を検出する周波数検出手段と、
   前記吸気装置の電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、
   吸気装置が停止する直前の圧力検出手段の信号と、吸気装置が停止する直前の前記吸気装置動作検出手段、周波数検出手段及び電源電圧検出手段から定まる予め設定した目詰まり圧力の閾値とを比較する手段とを有し、
   前記目詰まり圧力の閾値を、前記吸気装置動作検出手段が吸気装置の停止を検出した時、前記比較する手段により吸気装置が停止する直前の圧力検出手段の信号と目詰まり圧力の閾値とを比較することによりフィルタの目詰まりを検知し、フィルタが目詰まり状態の時、前記除塵手段を運転することを特徴とする集塵機。
2. 前記除塵手段は所定時間運転後停止するようにしたことを特徴とする請求項１記載の集塵機。
   

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